JP3464006B2 - ディジタルカラー画像再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、画質の向上を図るフィ
ルタリング手段を備えたディジタルカラー画像再生装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】ディジタル複写機、ファクシミリなどの
画像処理装置で取り扱われる原稿は、文字原稿、写真原
稿、網点印刷原稿の３種類に大きく分類される。そし
て、これら原稿を画像処理装置によって再生処理する場
合、それぞれに要求される画質評価が異なるため像域分
離処理によって各領域に最適な処理が施される。 【０００３】かかる像域分離処理としては、従来から種
々の方法が提案されている。例えば、１９９２画像電子
学会年次大会予稿 ４０ ｐｐ１８３−１８６の図１
（論文１）、あるいは本出願人の提案による「文字／絵
柄（網点、写真）混在画像の像域分離方式」電子情報通
信学会論文誌 Ｖｏｌ.Ｊ７５−ＤＩ１ Ｎｏ.１ pp３９
−４７ １９９２年１月（論文２）に記載された像域分
離方法がある。 【０００４】しかしながら、従来の像域分離処理を用い
た適応処理には、次のような欠点がある。すなわち、 （１）白地上の文字は、像域分離によって文字処理が施
されるが、網点のかかった文字や色地上の文字は、像域
分離の難しさから文字と絵柄の混在処理がなされたり、
あるいはほとんどが絵柄処理（解像度が低い）が施され
るという問題があった。 【０００５】（２）像域分離は局所的な情報に基づいて
判定するため、ある程度の誤分離は避けられない。この
ため、写真原稿、網点印刷原稿中に画質劣化する領域が
多少とも存在することになる。 【０００６】（３）低線数の網点印刷原稿に対し、文字
との像域分離の難しさから文字と絵柄の混在処理がなさ
れる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上記したような像域分
離処理における問題を解決するために、前掲した論文１
では、文字領域に対してはエッジ強調を示すフィルタ処
理を施し、網点領域に対しては平滑特性を示すフィルタ
処理を施すことによって、文字領域の画質を向上させ、
網点領域のモアレの発生を抑止している。しかしなが
ら、このような処理方法では、一様に平滑化が施される
ことから、文字画像が劣化するという問題がある。 【０００８】他の方法として、特開昭６１−１５７１６
２号公報に記載の技術は、エッジ検出に応じて文字領域
に対してエッジ強調処理を施し、網点領域に対して平滑
化処理を施すものである。しかし、上記技術の微分値検
出によるエッジ検出では、文字と網点の認識度が低いた
めに網点印刷原稿中に画質劣化（つまり、誤ってエッジ
強調され、その結果モアレが増大したり、エッジ強調と
平滑化が頻繁に変化することによる画質の劣化）する領
域がかなりの部分を占める。さらに、実際のディジタル
カラー複写機においては、濃度信号に対して平滑化を行
っているので、網点印刷原稿に対して十分なモアレ抑制
効果を期待できないばかりか、色が変化する恐れがあ
る。 【０００９】本発明の目的は、白地上の文字、網点上、
色地上文字の画質を向上させるとともに、網点印刷原稿
に発生するモアレを効果的に除去するディジタルカラー
画像再生装置を提供するこにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、原稿を反射率リニアの
Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号（以下、第１の画像信号）として
読み出し、前記第１の画像信号に対して所定の処理を行
い、濃度ｙ，ｍ，ｃまたは濃度ｙ，ｍ，ｃ，ｋの画像信
号（以下、第２の画像信号）を出力するディジタルカラ
ー画像再生装置であって、前記第１の画像信号の注目画
素が白地上の文字エッジである確率を算出する第１の判
定手段と、前記算出された白地上の文字エッジである確
率に応じて前記第１の画像信号に対する平滑化の度合を
制御する第１のフィルタリング手段と、前記第１の画像
信号の注目画素が文字エッジである確率、または黒であ
る確率、または黒文字エッジである確率を算出する第２
の判定手段と、前記算出された文字エッジである確率、
または黒である確率、または黒文字エッジである確率に
応じて前記第２の画像信号に対するエッジ強調の度合を
制御する第２のフィルタリング手段とを備えたことを特
徴としている。 【００１１】 【作用】本装置に入力される画像データは、反射率リニ
アのＲ，Ｇ，Ｂデータである。第１の判定回路は、注目
画素が文字エッジである確率を算出し、第２の判定回路
は、注目画素が白地上の文字エッジである確率を算出す
る。平滑化回路は、第２の判定回路の結果に応じて平滑
化の強さの度合いを制御し、つまり白地上の文字である
確率が大きいほど平滑化の度合いを弱くするように制御
し、エッジ強調回路は、第１の判定回路の結果に応じて
エッジ強調の強さの度合いを制御し、つまり文字である
確率が大きいほどエッジ強調の度合いを強くするように
制御する。これにより、白地上の文字に対しては基本的
にエッジ強調処理を行っているので、画質が向上し、網
点上、色文字上の文字に対しては、適当な強さで平滑
化、次いでエッジ強調処理しているので、画質を向上さ
せることができ、また反射率リニアのデータに対して平
滑化処理を行っているので、網点印刷原稿に発生するモ
アレを効果的に除去することができる。 【００１２】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。図１は、本実施例のブロック構成図であ
る。１は、注目画素が文字エッジである確率を算出する
判定回路、２は、注目画素が白地上の文字エッジである
確率を算出する判定回路、３は、判定回路２の結果に応
じて平滑化の強さの度合いを変化させる平滑化回路、４
は、判定回路１の結果に応じてエッジ強調の強さの度合
いを変化させるエッジ強調回路である。 【００１３】〈入力画像データ〉 本実施例の入力画像データは、反射率リニアのデータ
Ｒ，Ｇ，Ｂとする。網点印刷原稿をＣＣＤを用いたスキ
ャナで読み込むと、原稿には存在しないサンプリングに
よる折り返しノイズと網点周期の干渉によるモアレが生
じ、画質の劣化が著しく大きくなる。これを防ぐため
に、一般的にはフィルタリングによる平滑化などが有効
であるが、これは、反射率リニアのデータに対してフィ
ルタを掛ける必要がある。 【００１４】これは次のような理由による。図２
（ａ）、（ｂ）は、反射率リニア信号と濃度リニア信号
の平滑化前後を示す図である。図２（ｂ）に示すよう
に、濃度リニアのデータに平滑化を行ってもハイライト
部、ダーク部などでは依然として周期的な濃度変化が残
るため、モアレが除去できないばかりか、色が変わって
しまうという問題がある。 【００１５】これに対して、図２（ａ）に示すように、
反射率リニアのデータに平滑化を行うと、平滑後のデー
タがほぼ平坦（つまりモアレがない）になる。このこと
から、本実施例では、反射率リニアのＲ，Ｇ，Ｂデータ
が入力画像データとなる。 【００１６】〈平滑化回路〉 平滑化回路３は、後述する判定回路２の結果に応じて平
滑化の強さの度合いを変化させる。図３は、第１の実施
例の平滑化回路の構成を示す図であり、判定回路２から
の信号ｊに応じて、フィルタリングの係数を決定する。
本実施例では、フィルタリングのサイズは３×３で行う
ものとし、図４に示す４つの係数Ａ（弱）〜Ｄ（強）を
準備した。そして、後述するｊが大きければ大きいほ
ど、つまり白地上の文字である確率が大きいほど、係数
選択部は弱い係数すなわち係数Ａを選択して、入力信号
に対してフィルタリング処理する。 【００１７】図５は、第２の実施例の平滑化回路の構成
を示す図であり、平滑化しない画像データＳ２と平滑化
後の画像データＳ１を、判定回路２からの信号ｊに応じ
た比率で混合する。ここで、平滑化のフィルタリング
は、例えば前述した図４の係数Ｄを用いた強い平滑化を
行う。 【００１８】例えば、ｊが０．０から１．０までのパラ
メータとすると、混合部では、次式に従って出力信号を
算出する。すなわち、 Ｓｒ＝Ｓ１ｒ×（１−ｊ）＋Ｓ２ｒ×ｊ Ｓｇ＝Ｓ１ｇ×（１−ｊ）＋Ｓ２ｇ×ｊ Ｓｂ＝Ｓ１ｂ×（１−ｊ）＋Ｓ２ｂ×ｊ これにより、後述するｊが大きければ大きいほど、つま
り白地上の文字である確率が大きいほど、平滑化しない
画像信号Ｓ２の比が大きくなる。 【００１９】〈エッジ強調回路〉 このエッジ強調回路は、後述する判定回路１の結果に応
じて、エッジ強調の度合いを変える。図６は、第１の実
施例のエッジ強調回路の構成を示し、図３の平滑化回路
と同様の構成である。判定回路１からの信号ｈに応じ
て、フィルタリングの係数を決定する。本実施例ではフ
ィルタリングのサイズは３×３で行うものとし、図７に
示す４つの係数ａ（弱）〜ｄ（強）を準備した。そし
て、後述するｈが大きければ大きいほど、つまり文字で
ある確率が大きいほど、係数選択部は強い係数すなわち
係数ｄを選択して入力信号に対してフィルタリング処理
する。 【００２０】図８は、第２の実施例のエッジ強調回路の
構成を示し、図５の平滑化回路と同様の構成である。エ
ッジ強調しない画像データＳ２とエッジ強調後の画像デ
ータＳ１を、判定回路１からの信号ｈに応じた比率で混
合する。フィルタリングは、例えば図７の係数ｄを用い
た強いエッジ強調を行う。 【００２１】例えば、ｈが０．０から１．０までのパラ
メータとすると、混合部では、次式に従って出力信号を
算出する。すなわち、 Ｓｒ＝Ｓ１ｒ×ｈ＋Ｓ２ｒ×（１−ｈ） Ｓｇ＝Ｓ１ｇ×ｈ＋Ｓ２ｇ×（１−ｈ） Ｓｂ＝Ｓ１ｂ×ｈ＋Ｓ２ｂ×（１−ｈ） これにより、後述するｈが大きければ大きいほど、つま
り文字である確率が大きいほど、エッジ強調信号Ｓ１の
比が大きくなる。 【００２２】図９は、第３の実施例のエッジ強調回路の
構成を示す。判定回路１からの信号ｈに応じて、図１０
に示す式に従ってフィルタリング係数を決定する。初期
係数には例えば、図７の係数ｄのような強いエッジ強調
用の係数を使用する。 【００２３】〈判定回路２〉 本実施例の判定回路２は、注目画素が白地上の文字エッ
ジである確率を算出する回路であり、「白地上の文字エ
ッジである確率が高いほど、弱い平滑化をする」ための
制御信号作成回路である。図１１に示すように、判定回
路２は、白地検出部と文字確率検出部の２つの検出ブロ
ックと、それらの総合判定部とから構成されている。 【００２４】白地検出部は、注目画素の近傍の白地確率
を決定するブロックである。図１２（ａ）は、白地検出
方法の一例を説明する図であり、（ｂ）は白地検出部の
構成を示す図である。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各データ
に対して、２値化後の白画素が、注目画素の両側に何画
素存在するかを計数し、それぞれの計数値の最大値に応
じて白地確率を決定する。本実施例では、出力の白地確
率（Ｓ）は０から１までの実数で表される。 【００２５】文字確率検出部は、注目画素の文字エッジ
確率を決定するブロックである。すなわち、３×３のマ
スクにおいて、図１３に示す４つのパターンについてマ
ッチングを行って文字度Ｐを算出する。すなわち、この
文字度Ｐは注目画素と周囲画素との連続性を表すことに
なる。 【００２６】Ｔｈ１＞Ｔｈ２＞０としたとき、 ｉｆ（全ての画素ｘｉ＞Ｔｈ１） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ１＝２ ｅｌｓｅ ｉｆ（全ての画素ｘｉ＞Ｔｈ２） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ１＝１ ｅｌｓｅ ｔｈｅｎ 文字度Ｐ１＝０ を算出する。 【００２７】また、注目画素の濃度レベルをＬ、画素Ａ
の濃度レベルをＡとしたとき、コントラストは、Ｌ−Ａ
となる。Ｔｈα＞Ｔｈβ＞Ｔｈγ＞Ｔｈδ＞Ｔｈε＞０
としたとき、 ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈα） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ２＝５ ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈβ） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ２＝４ ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈγ） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ２＝３ ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈδ） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ２＝２ ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈε） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ２＝１ を算出する。 【００２８】そして、文字確率検出部は、上記算出され
た文字度Ｐ１と文字度Ｐ２を加算し（文字度Ｐ＝Ｐ１＋
Ｐ２）、４つのパターンの文字度Ｐの内、最大の値を注
目画素の文字度Ｐとする。なお、文字確率検出の入力信
号は、グリーンデータ（Ｇ）を用いる。 【００２９】総合判定部は、式ｊ＝Ｓ×Ｐに従って平滑
化の制御信号を算出する。そして、ハードウェア化する
第１、第２の実施例の平滑化回路に応じて必要な制御信
号に量子化、正規化などを行う。例えば、第１の実施例
の平滑化回路に対しては、ｊとして２ビットの信号を出
力し、第２の実施例の平滑化回路に対しては、ｊとして
〔０，１〕に正規化して出力する。 【００３０】〈判定回路１〉 図１４は、第１の実施例の判定回路１（文字確率検出
部）を示す。この判定回路は、注目画素が文字エッジで
ある確率を算出する回路である。すなわち、「文字エッ
ジである確率が高いほど強いエッジ強調を行う」ための
制御信号作成回路である。 【００３１】図１５は、第２の実施例の判定回路１（黒
確率検出部）を示す。この判定回路は、注目画素が黒で
ある確率を算出する回路である。すなわち、「黒である
確率が高いほど強いエッジ強調を行う」ための制御信号
作成回路である。 【００３２】図１６は、第３の実施例の判定回路１を示
す。この判定回路は、黒確率検出部と文字確率検出部と
総合判定部とからなり、注目画素が黒文字エッジである
確率を算出する回路である。すなわち、「黒文字エッジ
である確率が高いほど強いエッジ強調を行う」ための制
御信号作成回路である。 【００３３】文字確率検出部で構成された判定回路とし
て、本実施例では、図１１に示した文字確率検出部を用
いる。文字確率Ｐは，３ビット出力となるが、エッジ強
調回路に必要な制御信号に量子化、正規化などを行う。
例えば、前述した第１の実施例のエッジ強調回路に対し
ては、信号ｈとして上位２ビットの信号を出力し、第２
の実施例のエッジ強調回路に対しては、信号ｈとして
〔０，１〕に正規化して出力し、第３の実施例のエッジ
強調回路に対しては、信号ｈとして大小を反転して出力
する（例えば、文字度Ｐが７のときｈを０とし、初期係
数を用いた強いエッジ強調処理を行う）。 【００３４】黒確率検出部は、注目画素がどの程度黒に
近いかを算出するブロックである。図１７、図１８は、
黒確率検出部の２つの実施例の構成である。 【００３５】図１７の黒確率検出部では、ｌｏｇ変換回
路で反射率リニアのデータを濃度リニアのデータにした
後、それぞれのデータの最小値を最小値回路で求める。
これは、反射率リニアの画像データの最大値を算出する
ことと同義である。出力の黒確率Ｋは０から１までの実
数となる。 【００３６】また、図１８の黒確率検出部では、ｌｏｇ
変換回路で反射率リニアのＲ，Ｇ，Ｂデータを濃度リニ
アのデータｃ，ｍ，ｙにした後、それぞれのデータの最
小値ａを最小値回路で求める（これは、反射率リニアの
画像データの最大値を算出することと同義である）。さ
らに、データｃ，ｍ，ｙに対して、次式で示す演算を演
算回路で行う。 【００３７】すなわち、ｂ＝ｍａｘ（｜ｃ−ｍ｜，｜ｍ
−ｙ｜，｜ｙ−ｃ｜） そして、ｂ−ａの演算を行った後、正規化し、黒確率Ｋ
を出力する。 【００３８】図１６の総合判定部では、ｈ＝Ｋ×Ｐでエ
ッジ強調の制御信号を算出する。そして、ハードウェア
化する第１、第２、第３の実施例のエッジ強調回路に応
じて必要な制御信号に量子化、正規化などを行う。例え
ば、第１の実施例のエッジ強調回路に対しては、ｈとし
て２ビットの信号を出力し、第２の実施例のエッジ強調
回路に対しては、ｈとして〔０，１〕に正規化して出力
する。 【００３９】図１９は、判定回路１として図１６を用
い、判定回路２として図１１を用いて構成した場合の本
実施例の一構成例である。 【００４０】図２０は、上記した実施例をディジタルカ
ラー画像再生装置に適用したときの構成を示す。入力画
像データは、判定回路２の判定結果に応じて平滑化さ
れ、ｌｏｇ変換回路で濃度データに変換される。ＵＣＲ
回路では、濃度データｃ’，ｍ’，ｙ’の信号の最小値
から黒成分を生成し、元の濃度データから黒成分を差し
引き、新たな濃度データｃ，ｍ，ｙを生成する。 【００４１】つまり、ｋ＝ｍｉｎ（ｃ’，ｍ’，ｙ’） ｃ＝ｃ’−ｋ ｍ＝ｍ’−ｋ ｙ＝ｙ’−ｋ そして、濃度データｃ，ｍ，ｙ，ｋは、判定回路１の判
定結果に応じてエッジ強調され、出力画像データとな
り、図示しないカラープリンタなどに画像が再生出力さ
れる。 【００４２】図２１は、ディジタルカラー画像再生装置
の他の実施例の構成を示す。この実施例では、エッジ強
調回路として、色成分（ｃ，ｍ，ｙ）用のエッジ強調回
路αと黒成分（ｋ）用のエッジ強調回路βが設けられて
いる。図２２は、ｃ，ｍ，ｙ用のフィルタ係数を示し、
図２３は、ｋ用のフィルタ係数を示す。そして、ｃ，
ｍ，ｙフィルタの係数に比べて、ｋフィルタの係数をよ
り強いものとする。これによって、黒成分のみが他の色
成分より強いエッジ強調がかけられる。 【００４３】 【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、以下のような効果が得られる。 （１） 画像の特徴量に応じて、フィルタの度合いの制御
を行っているので、従来の像域分離型の処理に比べて画
質がより向上する。また、反射率リニアのデータに対し
て平滑化処理を行っているので、網点印刷原稿に発生す
るモアレを、色が変化することなく効果的に除去するこ
とができる。 【００４４】（２）白地上の文字に対しては平滑化を行
わないようにし、基本的にエッジ強調処理のみを行って
いるので、白地上の文字の画質を向上させることができ
る。 【００４５】（３）文字の確率の高いところに対してエ
ッジ強調処理を行っているので、文字の画質を向上させ
ることができる。また、網点上、色文字上の文字に対し
ては、適度な強さで平滑化処理、次いでエッジ強調処理
しているので、画質を向上させることができる。 【００４６】（４）黒成分の高いところにのみエッジ強
調処理を行っているので、絵柄の画質が向上し、かつ黒
文字の画質が向上する。 【００４７】（５）黒文字にのみエッジ強調処理を行っ
ているので、絵柄のグレー部分の画質が向上し、さらに
黒文字の画質を向上させることができる。 【００４８】（６）黒部分のエッジ強調度が他の色成分
のエッジ強調度よりも強いので、黒文字の画質が大幅に
向上する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本実施例のブロック構成図である。 【図２】（ａ）、（ｂ）は、反射率リニア信号と濃度リ
ニア信号の平滑化前後を示す図である。 【図３】第１の実施例の平滑化回路の構成を示す図であ
る。 【図４】平滑化用の異なるフィルタリングの係数を示
す。 【図５】第２の実施例の平滑化回路の構成を示す図であ
る。 【図６】第１の実施例のエッジ強調回路の構成を示す図
である。 【図７】エッジ強調の異なるフィルタリングの係数を示
す。 【図８】第２の実施例のエッジ強調回路の構成を示す図
である。 【図９】第３の実施例のエッジ強調回路の構成を示す図
である。 【図１０】第３の実施例のエッジ強調回路のフィルタリ
ング係数を決定する式である。 【図１１】判定回路２の構成を示す図である。 【図１２】（ａ）は白地検出方法の一例を説明する図、
（ｂ）は白地検出部の構成を示す図である。 【図１３】文字確率検出用の４種類のパターンを示す図
である。 【図１４】第１の実施例の判定回路１の構成を示す図で
ある。 【図１５】第２の実施例の判定回路１の構成を示す図で
ある。 【図１６】第３の実施例の判定回路１の構成を示す図で
ある。 【図１７】第１の実施例の黒確率検出部の構成を示す図
である。 【図１８】第２の実施例の黒確率検出部の構成を示す図
である。 【図１９】判定回路１として図１６を用い、判定回路２
として図１１を用いて構成した場合の本実施例の一構成
例である。 【図２０】本実施例のディジタルカラー画像再生装置の
構成を示す図である。 【図２１】ディジタルカラー画像再生装置の他の構成を
示す図である。 【図２２】ｃ，ｍ，ｙ用のフィルタ係数を示す図であ
る。 【図２３】ｋ用のフィルタ係数を示す図である。 【符号の説明】 １、２ 判定回路 ３ 平滑化回路 ４ エッジ強調回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−64264（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−253380（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−301295（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−176560（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 - 7/60 H04N 1/409 H04N 1/46

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 原稿を反射率リニアのＲ，Ｇ，Ｂの画像
   信号（以下、第１の画像信号）として読み出し、前記第
   １の画像信号に対して所定の処理を行い、濃度ｙ，ｍ，
   ｃまたは濃度ｙ，ｍ，ｃ，ｋの画像信号（以下、第２の
   画像信号）を出力するディジタルカラー画像再生装置で
   あって、前記第１の画像信号の注目画素が白地上の文字
   エッジである確率を算出する第１の判定手段と、前記算
   出された白地上の文字エッジである確率に応じて前記第
   １の画像信号に対する平滑化の度合を制御する第１のフ
   ィルタリング手段と、前記第１の画像信号の注目画素が
   文字エッジである確率、または黒である確率、または黒
   文字エッジである確率を算出する第２の判定手段と、前
   記算出された文字エッジである確率、または黒である確
   率、または黒文字エッジである確率に応じて前記第２の
   画像信号に対するエッジ強調の度合を制御する第２のフ
   ィルタリング手段とを備えたことを特徴とするディジタ
   ルカラー画像再生装置。